Các thiết kế an toàn

[Kilodeth]

Tôi làm việc ở một công ty thiết bị y tế nên có cơ hội tiếp xúc các mạch in và sơ đồ mạch các máy móc y tế, vốn đòi hỏi bản thiết kế phải an toàn lên hàng đầu. An toàn ở đây là các vấn đề nhỏ nhặt nhưng bảo vệ mạch in và bảo đảm hoạt động chính xác. Vậy nên nước ngoài họ tuân thủ rất chặt chẽ và có các cơ quan kiểm tra ngay sơ đồ mạch và bản mạch.

Bản thân tôi rất muốn chia sẻ điều này với mọi người, đặc biệt là dân thiết kế mạch và mạch in nên mạo muội post lên, hi vọng mọi người có kinh nghiệm cùng tham gia đóng góp. Sự thực điều này rất quan trọng mà các sinh viên hoặc người chưa có kinh nghiệm thường bỏ qua để vẽ nhanh, tiết kiệm linh kiện và diện tích mạch in, để rồi khi chạy gặp hàng loạt vấn đề mà không tìm ra.

Sự thực những phân tích của tôi cũng chưa chắc đúng hoàn toàn, các sơ đồ mạch thông thường rất phức tạp nên tôi vẽ lại và lược bỏ một vài chi tiết, mong rằng nó vẫn giữ đúng tinh thần của bản chính và được mọi người chỉnh lại cho đúng.

1. Relay

Cuộn từ luôn có một diode mắc ngược, song song để xả từ khi transistor hở mạch. Nếu không có diode, khi hở mạch, dòng trong cuộn từ xả qua CB hoặc CE đều làm hỏng transistor.
Với NPN transistor làm nhiệm vụ đóng ngắt, tải luôn được đặt ở cực C để điện thế đóng ngắt và trở Rb không phụ giá trị của tải.

[Kilodeth]

2. Điều khiển motor cầu H
2.1 Với vi điều khiển ta có thể nối 2 cặp cực điều khiển AD và BC với nhau, cho vào 2 chân nào đó của VDK, khi chạy thì cặp này mức cao, cặp kia mức thấp, đảo chiều motor thì ngược lại. Thế nhưng khi reset hoặc lỗi treo VDK hoặc bất kỳ khi nào cả hai chân cùng mức cao thì có nguy cơ cả 4 FET đều hỏng. Vậy nên họ dùng 2 tín hiệu Cho phép và Chiều cùng các cổng logic để tổ hợp hai tín hiệu này lại. Làm sao để tránh tình trạng cả bốn FET cùng dẫn. Tín hiệu điều chế nhúng vào tín hiệu cho phép.
2.2 Ngõ vào dư không dùng được nối xuống GND hoặc lên VCC, tránh thả nổi điện áp, đặc biệt là các OPAMP
2.3 Điện trở C9 decoupling, thôn thường 0.1 uF, luôn gắn gần nhất có thể tới chân Vcc ở TẤT CẢ các IC
2.4 Cuộn dây nối tiếp với motor, chạy cho êm?!
2.5 Diode xả dòng: như trên

//chèn hình

[Kilodeth]

3. Xử lý tín hiệu từ opto encoder (và các tín hiệu khác)

Các tín hiệu thu thập từ bên ngoài trên lý thuyết là tín hiệu số nhưng thường có mức dao động low-high rất thấp, khi hoạt động có thêm các loại nhiễu vào thì càng tệ đến mức các chân TTL hoặc CMOS không đọc đúng. Hoặc giả sử yêu cầu chuyển đổi sóng sine thành vuông. Nói chung là yêu cầu tái tạo mức logic. Có nhiều cách giải quyết khác nhau nhưng tôi thấy cách này rất đơn giản và hiệu quả, dùng một hoặc 2 cổng logic thuận (AND, OR, buffer) làm hồi tiếp dương (cũng có thể gọi là smidt trigger). Khi tín hiệu vào mấp mé dâng lên, cổng ra cũng dâng càng kéo ngõ vào lên càng nhanh, và ngược lại.
Các giá trị điện trở tôi dùng ngay giá trị gốc.

[Kilodeth]

4. Bộ nguồn đơn giản dùng AC và pin
Tôi thấy bộ nguồn này rất hay, khi cắm điện thế AC vào mạch tự nạp cho pin, khi mất nguồn đột ngột, nguồn tự chuyển sang pin mà không ngắt ra khỏi mạch.

Tinh thần là bộ sạc siêu kinh điển LM317, các bạn chỉ cần nắm dòng I chân ADJ là bằng 0, còn điện áp Vout-Vadj=1.25 là dễ dàng phân tích được mạch. Với mạch trên dòng sac cho pin được khống chế ở mức 1.25/22 = 57ma. Điện áp nạp tự khống chế ở đầu vào. Mạch này không phải mạch sạc tối ưu, chỉ sạc cho pin NiCad và NiMH, nếu sử dụng phải cẩn thận tránh sạc quá áp hoặc thiết kế thêm cho an toàn. <-đi ngược lại tinh thần của post!!

Nói thêm một chút về sạc pin, dòng sạc cho pin nên dựa theo dung lượng lưu trữ của pin. Chỉ số dòng sạc/ dòng amper giờ gọi là chỉ số C (capacity-dung lượng??). Sạc thường thì chọn 0.1-0.3 C, sạc nhanh 0.5-1 C (ví dụ pin 500mAh sạc 0.1 C thì dòng sạc là 50mA, sạc 0,5C thì dòng 250mA). Không nên/không được sạc quá 1 C.

Nói chung là thế, mời các cao nhân ra tay

[saoxathu]

4. Mạch này không phải mạch sạc tối ưu, chỉ sạc cho pin NiCad và NiMH, nếu sử dụng phải cẩn thận tránh sạc quá áp hoặc thiết kế thêm cho an toàn. <-đi ngược lại tinh thần của post!!

Nhược điểm này là quan trọng đấy,nếu thất sự muốn dự phòng thì k nên làm cách này,trên diễn đàn có rất nhiều loại mạch có thể nạp an toàn cho Pin.

[kiddy]

Cái này cũng nó cũng có thể gọi là "kỹ thuật thiết kế" các bác ạ.